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模拟电子技术仿真实验(三):负反馈放大器

2022-10-11 22:34 作者:_Ottava  | 我要投稿

本次仿真测量通频带时是空载测的,或许应该接着负载测。


【2022.10.18】

【2022.10.13】里写的是错的!

实际上:函数信号发生器有两种输出模式,一种是低阻(50欧)输出,“50欧”的意义是负载电路的阻值约为50欧,而函数信号发生器有内阻,这个内阻通常也约50欧,因此这种情况下,内阻要分走一半的电压。为了补偿,这种输出模式下信号实际输出会是设定值的2倍,这样再分到负载上时就是设定的振幅了。

而另一种输出模式(高阻输出)对应的就是负载电路的阻值很大,这样内阻上的分压就可以忽略不计了,所以此时函数信号发生器会按照设定值输出。

【2022.10.13】中的错误之处:

Multisim的函数信号发生器其实是理想的(没有内阻)因此如需要峰峰值100mV的信号就正常地设置振幅为100/2=50(mV)就行了

错误来源分析:可能一开始用函数信号发生器时,接的“+”“-”导致信号振幅翻倍了,(正常使用应接“+”“COM”),且又看了一些关于输出模式的资料,进而导致了这种错误的认知。然后在答疑时就想起了这种认知把自己绕进去了,警钟敲烂。



2022.10.13】(这段内容是错的!)

Multisim的函数信号发生器是低阻(50%5COmega%20)输出(这种模式下函数型号发生器会将振幅翻倍再输出),我们实验里默认是高阻输出(不会翻倍),所以比如峰峰值100mV的信号对应的振幅50mV再Multisim里还要再除以2(设置为振幅%3D25mV

题外话:

仿真文件已上传至http://82.157.203.69/Analog_electronic_technology/Multisim_Simulation_Files/

服务器将过期,已删除,日后可能会上传到另一个服务器,目前需要仿真文件的话可以私信我。

(9013也在这个仿真文件里,可以下载后右键保存到你的用户数据库)

欢迎使用本网站!

一、实验内容与方法

示例电路
Multisim
  1. 连接电路,测静态工作点:V_%7BB1%7D%E3%80%81V_%7BE1%7D%E3%80%81V_%7BC1%7D%E3%80%81V_%7BB2%7D%E3%80%81V_%7BE2%7D%E3%80%81V_%7BC2%7D。计算I_%7BB1Q%7D%E3%80%81I_%7BC1Q%7D%E3%80%81%20V_%7BCE1Q%7D%E3%80%81V_%7BBE1Q%7D%EF%BC%9BI_%7BC2Q%7D%E3%80%81V_%7BCE2Q%7D%E3%80%81V_%7BBE2Q%7D%20 。

    注意:测静态工作点时,必须保证输入端的正弦交流信号为零。用万用表对地测量 B1、E1、C1;B2、E2、C2 端的电压。


测静态工作点(电压探针的第一行表示电压值)

2. 在小信号下(如输入信号为:V_i%3D10mV%2F1kHz),测量负反馈放大器的电压放大倍数A_%7BVf%7D和反馈系数F_V。 

方法:用示波器分别测出V_iV_oV_f,则A_%7BVf%7D%3DV_o%2FV_i , F_V%3D%20V_f%20%2F%20V_o

并验证A_%7BVf%7D%E2%89%881%2FF_V

蓝色为Vi,绿色为Vf,橙色为Vo
 将光标2设置为最大值,光标1设置为最小值,各通道T2-T1即为峰峰值

空载时:

测量:

V_i%3D9.840mV

V_f%3D9.811mV

V_%20o%3D248.871mV

计算:

A_%7BVf%7D%3DV_o%2FV_i%3D25.29

F_V%3D%20V_f%20%2F%20V_o%3D0.0394

1%2FF_V%3D25.381

验证:

A_%7BVF%7D%5Capprox%201%2FF_%7BV%7D


(这时候要不要接负载?我觉得应该是空载,如果负载的话只差一点点)

3.在小信号下,测负反馈放大器闭环状态下的输入电阻R_i和输出电阻R_o

(1)测量输出阻抗R_o

(R_L%3D560%5COmega%20;V_%7Bin%7D%3D50mV%2F1000Hz)

V_o%3D1.264V

V_%7BoL%7D%3D1.255V

Ro%3D(%5Cfrac%7BV_o%7D%7BV_%7BoL%7D%7D-1)R_L%3D4.016%5COmega%20

测量输出阻抗

(2)测量输入阻抗R_o

(去掉R_L;V_%7Bs%7D%3D100mV%2F1kHz;串联电阻R%3D200k%5COmega%20

(ppt上写的是V_%7Bin%7D,我觉得应该是V_s))

V_s%3D98.6%20mV

V_i%3D68.2%20mV

R_i%3D%5Cfrac%7BV_i%7D%7BV_s-V_i%7DR%3D44684%5COmega%20

测量输入阻抗

4. 在小信号下,测负反馈放大器闭环状态下的通频带。

方法:首先,输入Vi =10mV/1kHz正弦交流信号,测输出电压Vom;增加信号 频率直到输出电压VO=0.707Vom,这时所对应的信号频率即为该放大器的上 限频率fH;然后,降低信号频率直到输出电压VO=0.707Vom,这时所对应的 信号频率即为此放大器的下限频率fL。 fB=fH-fL。注意:在改变频率的过程中必须保持Vi =10mV不变。

V_%7Bom%7D%3D251mV

%5Cfrac%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%7B2%7DV_%7Bom%7D%3D177.5mV

f_H%3D2.5MHz

f_L%3D2.7Hz

f_B%3Df_H-f_L%3D2.5MHz

另一种方法,用波特测试仪,看波特图

1kHz时,增益为28.055dB

然后在左右找两个增益为28.055-3=25.055dB的点对应的频率

f_H=2.508Mhz
f_L=2.727Hz

f_B%3Df_H-f_L%3D2.508Mhz

(选做:测量放大器开环电压增益、输入电阻、输出电阻、通频带。)

5.测量放大器开环电压增益:断开R_F

A_v%3D%5Cfrac%7BV_%7Bout%7D%7D%7BV_%7Bin%7D%7D%3D%5Cfrac%7B6630mV%7D%7B9.982mV%7D%3D664.2


6.测量放大器开环输入阻抗R_i%E2%80%99

(去掉R_L;V_%7Bs%7D%3D100mV%2F1kHz;串联电阻R%3D5.1k%5COmega%20

(ppt上写的是V_%7Bin%7D,我觉得应该是V_s))

V_s%3D99.9%20mV

V_i%3D89.0%20mV

R_i%E2%80%99%3D%5Cfrac%7BV_i%7D%7BV_s-V_i%7DR%3D41642.2%5COmega%20


7.测量放大器开环输出阻抗R_o

(R_L%3D5.1k%5COmega%20;V_%7Bin%7D%3D10mV%2F1000Hz)

V_o%3D6.67V

V_%7BoL%7D%3D4.86V

Ro%3D(%5Cfrac%7BV_o%7D%7BV_%7BoL%7D%7D-1)R_L%3D1899.4%5COmega%20

8.测量放大器开环通频带

1kHz时
f_H=76.405Hz
f_L=81.722Hz

f_B%3Df_H-f_L%3D76.324kHz

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